JP3799082B2 - 印刷機の作動方法及び渡し胴 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、印刷機内で印刷されたばかりの印刷物又はシート紙のための改良型支持手段を提供する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
マルチユニット形オフセット輪転印刷機の作動にあたり、印刷されたばかりのシート紙は移送又は搬送装置によって或る一つの印刷ユニットから別の印刷ユニットへ移送され、次にシート紙スタッカに送られる。シート紙移送手段は、渡し胴、支持ローラ、デリバリーホイール、紙取り胴、スケルトンホイール、転写ドラム、支持ホイール、ガイドホイール等を含む種々の名称で知られている。印刷されたばかりのシート紙を移送する際における固有のインキマーキングの問題が長年解決されないでいる。渡し胴と印刷シート紙との接触領域を最小限に抑えるため、従来型支持ホイールは、周囲に歯又はセレーションが設けられた比較的薄い円板の形態(スケルトンホイールと呼ばれる)に改造された。しかしながら、これら型式のホイールは、印刷シート紙と突起又はセレーションとの間の摺動作用に起因して、印刷シート紙の印刷面が汚れたりマーキングされたりする問題を解決していない。さらに、シート紙と接触する支持面の支持領域を最小にしてみたが、実際上、凹みが生じることになった。
【0003】
薄い円板から成るスケルトンホイールの欠点を解決するための種々の試みがなされた。これらのうちより好結果を得たものの1つは、接触表面積を最小限にする思想とは全く反対のものであった。かかる改良策は、本発明者の米国特許第3,791,644号に開示されており、かかる米国特許では、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の層によって形成された改良型撥インキ性表面で被覆された実質的に円筒形のホイール又はローラが提供されている。
【0004】
市販の高速印刷機器内でのPTFE被覆シリンダの使用にあたり、被覆シリンダの表面を付着インキを除去するための溶剤で比較的頻繁に洗浄する必要がある。さらに、PTFE被覆シリンダでは、シート紙を渡し胴グリッパによって曲がりくねった搬送経路に沿って搬送するときにシート紙を保護する必要のあるクッション効果が得られないことも判明した。
【0005】
従来型スケルトンホイール及びPTFE被覆渡し胴の使用に関する欠点は、撥インキ性及び支持性のある可撓性ジャケット被覆材とを備えていて、印刷されたばかりのシート紙を取り扱うための渡し胴を提供することにより解決された。濡れた印刷面と従来型印刷機の渡し胴の支持表面との係合により生じる印刷されたばかりのシート紙のマーキング及び汚れは、本発明者の米国特許第4,402,267号(発明の名称は、「印刷シート紙取扱い方法及び装置」)に開示されているようなアンチマーキング可撓性被覆システムによって実質的に無くなったと印刷業界において認められており、かかる米国特許の開示内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する。このアンチマーキング可撓性被覆システム(これはテキサス州ダラス所在のプリンティング・リサーチ・インコーポレイテッドにより、“SUPER BLUE”という登録商標でライセンス契約により市販されている)は、渡し胴の支持表面上に低摩擦係数の被膜を用い、この上に、「可撓性ジャケット被覆材(flexible jacket covering)」と呼ばれる可撓性材料の可動被覆材又はジャケットが弛めに被せられている。可撓性ジャケット被覆材は、印刷シート紙の印刷されたばかりの側の面に対する可撓性のクッション支持手段を構成し、印刷シート紙と渡し胴の表面との間の相対的な運動が、可撓性ジャケット被覆材の表面と渡し胴の支持面との間で生じて、印刷されたばかりの表面のマーキング及び汚れが実質的に減少されるようになっている。
【0006】
改良型“SUPER BLUE”渡し胴は広範な商業的成功を得たが、多くの印刷作業に共通した連続使用に関して、期間の経過につれて可撓性ジャケット被覆材の表面上にインキが僅かに付着する。
【0007】
調査及び試験によれば、可撓性ジャケット被覆材の完全に自由な動きを妨げがちな要因として、可撓性ジャケット被覆材上へ静電荷が蓄積することがわかった。静電荷の蓄積はまた、インキの付着を早めて可撓性ジャケット被覆材がインキで覆われるようになるようと考えられる。可撓性ジャケット被覆材上の静電荷の蓄積は、摩擦電気によって生じ、これは物質を互いに押し付けたり擦り合わせたときに電子が一方の材料から他方の材料へ移る現象である。
【0008】
一理論によれば、2つの接触し合う誘電体、例えば織物から成る可撓性ジャケット被覆材と紙または他のシート基材との間の静電荷の移動は、これらの誘電率の差に比例し、静電荷は誘電率の小さな材料からこれよりも誘電率の高い材料に移動する。一般に“SUPER BLUE”可撓性ジャケット被覆材システムで用いられる織物タイプの可撓性ジャケット被覆材は、例えばシート紙と比べて誘電率が高いので、シート紙が印刷機を通って移動している時に印刷機の各種部分との摩擦接触からシート紙によってピックアップされる静電荷は、シート紙が渡し胴又はデリバリーシリンダの周りに移送されるときに可撓性ジャケット被覆材に移される。
【0009】
移送面が例えば本発明者の米国特許第4,402,267号に開示されているような合成有機樹脂または天然有機樹脂で被覆されている渡し胴は、低摩擦係数の表面を有し、また印刷シート紙によって運ばれる静電荷の蓄積体にさせる電気絶縁性の誘電特性を有している。即ち、印刷シート紙から可撓性ジャケット被覆材に移る静電荷はまた、その下に位置する低摩擦係数のシリンダベース被覆材に移動する。かかる静電荷の移動及び蓄積の結果として、可撓性ジャケット被覆材は、下に位置するシリンダベース被覆材表面にくっつく傾向があり、可撓性ジャケット被覆材とシリンダベース被覆材との間の静電作用による吸引力に起因して自由には動けない。
【0010】
その結果生じる可撓性ジャケット被覆材上への静電荷の蓄積は、可撓性ジャケット被覆材を印刷シート紙上に担持された印刷画像に一層引き付けられるように考えられ、その結果、インキの付着及び被覆作用が促進され、可撓性ジャケット被覆材をより頻繁に交換する必要がある。さらに、可撓性ジャケット被覆材上の静電荷の蓄積は、可撓性を一層減じるようにし、その結果、シリンダ支持面に対する可撓性ジャケット被覆材の自由な運動は損なわれる。その結果、印刷されたばかりのシート紙の印刷側に対して可動のクッション支持体となる可撓性ジャケット被覆材の能力が、可撓性ジャケット被覆材及び渡し胴被覆材への静電荷の蓄積によって実質的に弱められる。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも片面に印刷が施されたされたばかりのシート紙を取り扱うための改良型方法及び装置を提供し、かかる本発明においては、シート紙は渡し胴の支持面上に比較的弛めに支持される可撓性材料の撥インキ性被覆材又はジャケットによって支持される。本発明の一特徴によれば、ゆるく設けられた可撓性ジャケット被覆材上の静電荷の蓄積は、可撓性ジャケット被覆材に対する摩擦係数が渡し胴の表面よりも低い導電材料の層又は被覆材を間に設けることによって防止され、それにより印刷されたばかりのシート紙との摩擦接触により可撓性ジャケット被覆材に移った静電荷は、低摩擦係数の導電性の層又は被覆材を介して渡し胴又はデリバリーシリンダ中へ放電される。その結果、可撓性撥インキ性ジャケット被覆材上における静電荷蓄積は起こることがない。というのは、かかる電荷は導電性レース被覆材を通って渡し胴中及び印刷機の設置されたフレーム中へ即座に逃がされるからである。
【0012】
本発明の別の特徴によれば、渡し胴に関する撥インキ性可撓性ジャケット被覆材の向きは、渡し胴のシート紙支持面上に配置された低摩擦係数の材料のベース被覆材によって改善される。低摩擦係数のベース被覆材は、シート紙支持面の摩擦係数よりも低い摩擦係数を有し、また摩擦係合が行なわれる表面積を減少させる半径方向に突出した表面部分を有している。ベース被覆材の表面は構造的に異なっており、可撓性ジャケット被覆材との接触が行なわれる表面積の量を減少させる半径方向突出部分を備えている。構造的に異なり、半径方向に突出した表面部分は、一実施例では織物の縦方向ストランドと横方向ストランドにより、そして別な実施例ではノード又はビードによって得られる。構造的に異なるベース被覆材に係る実施例は、可撓性ジャケット被覆材に加わる摩擦抵抗を減少させるのに役立つ。構造的に異なるベース被覆材に係る実施例を導電性にする必要はなく、この場合、例えば導電性ワイヤ又は箔等のような他の手段を印刷機内に用いて印刷シート紙によってタンジされる静電荷を放電させてもよい。かくして、構造的に異なる表面を有するベース被覆材は、非導電構成の実施例における摩擦抵抗を減少させるためのユーテリティを有し、又、導電構成の実施例においては可撓性ジャケット被覆材からの静電放電を高めるためのユーテリティを有する。
【0013】
本発明の好ましい実施例では、渡し胴のための低摩擦係数で導電性のベース被覆材は、導電材、例えばカーボンブラック、黒鉛等を含有する有機フルオロポリマーで被覆されたポリアミド系ガラス繊維織物から成る。可撓性ジャケット被覆材は、低摩擦係数の導電性ベース被覆材上で支持され、印刷されたばかりの表面をマーキングすることなく、或いはシート紙それ自体に損傷を与えることなく、印刷シート紙と渡し胴の表面との間の僅かな相対的運動を可能にしている。
【0014】
本発明の別の実施例によれば、渡し胴の円筒形支持面は、可撓性ジャケット被覆材のための低摩擦係数の導電性支持面を形成する導電性フルオロポリマー樹脂の層によって被覆されている。好ましくは、導電性層の表面はノード又はビードによって構造的に異なるものとなっている。
【0015】
本発明は、実質的に改良され、しかも簡単且つ高信頼度の渡し胴を提供すると共に、印刷面を汚したりマーキングすることなく、且つ印刷物に損傷を与えることなく、印刷シート紙の印刷されたばかりの表面を支持するようになったシート紙取扱い装置を提供する。本発明の改良型渡し胴は、印刷機に容易に設置される。撥インキ性可撓性ジャケット被覆材は必要に応じて処分及び交換のために取外しが容易である。
【0016】
シリンダ表面上の撥インキ性可撓性ジャケット被覆材とその下に位置する低摩擦係数で導電性のベース被覆材は互いに静電的に中和しており、従って可撓性ジャケット被覆材はシリンダの導電性ベース支持体表面に対して可動状態を保つようになる。中和作用のもう1つの有利な結果として、可撓性ジャケット被覆材はインキ付着及び被覆を一層生じにくくなることが挙げられる。静電的に中和した可撓性ジャケット被覆材の更にもう1つの利点は、これが、静電荷の蓄積が生じていない状態でその本来の可撓性及び可動性を保つことが挙げられる。可撓性ジャケット被覆材の良好な可撓性と可動性は不可欠であって、印刷されたばかりのシート紙と渡し胴の導電性ベース支持被覆材との間の運動が、可撓性ジャケット被覆材の可動表面と導電性支持面との間で起こり、かくして印刷されたばかりの印刷物のマーキング及び汚れが回避される。
【0017】
選択されたポリマー材料が導電性ベース被覆材の材料として用いられているので、渡し胴は摩耗に対する寿命が長くなり、必要な保守が少なくなり、作業効率が向上する。導電性ベース被覆材のフルオロカーボンポリマー表面は親水性であると共に疎水性なので、これは濡れ状態になりにくい。渡し胴の導電性ベース支持面を洗浄する必要はない。というのは、中和した可撓性ジャケット被覆材は撥インキ性であって、導電性ベース支持面上へのインキの付着が防止されかくして保守に要する時間と労力はなくなると共に、品質及び生産性が向上するからである。その結果、取扱うべき汚染クリーンナップラッグ(rag)がなくなり、有害廃棄物の処分に関する問題がなくなる。渡し胴のクリーンナップは本発明によって不要になるので、クリーンナップ溶剤に対する印刷機内の室内における作業員の暴露が実質的に減少される。さらに、印刷機作業員に対する渡し胴のクリーンナップによる被害の恐れがなくなる。というのは、印刷機内に入って渡し胴の表面をきれいにする必要がもはやなくなるためである。
【0018】
また、フルオロカーボンポリマーベース被覆材は、印刷機室内で通常用いられている化学物質による化学的攻撃に耐える。
【0019】
印刷されたばかりのシート紙からの静電荷の除去により、シート取扱いはデリバリーユニットのところで迅速になる。印刷されたばかりのシート紙上の静電荷を無くすことにより、印刷シート紙は一層容易にジョグ送りされてシート紙の均一な積重ねが得られる。別の顕著な利点は、静電的に中和されているシート紙を優しく且つ均一にデリバリースタッカ内へ移送できるので、デリバリースタッカ内での裏移り又はセットオフ(set-off)が減少することにある。印刷されたばかりのシート紙を印刷機を通って移送しているときに静電荷を印刷されたばかりのシート紙から除去して各印刷シート紙がスタッカ内へ排紙されるときに静電的に中和されるようになる。
【0020】
当業者であれば、添付の図面に関連して行われる以下の詳細な説明を読むと、本発明の上記利点及び他の利点を理解できよう。
【0021】
【実施例】
本明細書において、「フルオロポリマー」は、種々のフルオロカーボンポリマー、例えばポリテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンの各種ポリマー、弗素化エチレンプロポレンポリマー、ポリ弗化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、及びフルオレンを含む弾性高重合体(これはフルオロエラストマーとして知られている)を意味するものとする。
【0022】
本発明に従って印刷したてのシート紙を取り扱うための改良型方法及び装置は、例えばオフセット印刷で用いられる型式の高速印刷機器と組み合わせて用いられる。かかる高速印刷機器は、印刷ユニット間で、そしてデリバリースタッカへの印刷シート紙の排紙の際にシート紙を取り扱うための一又は二以上の渡し胴10を含む。代表的なオフセット輪転印刷機12におけるインターステーション移送位置(T1,T3)またはデリバリー位置又は排紙位置(T4)における本発明の改良型渡し胴10の特定の配設箇所は、当業者には容易に理解できるものと考えられる。いずれの場合においても、代表的な多ステーション形印刷機のための可撓性のジャケット被覆材が設けられた渡し胴の位置及び機能に関する細部を開示する米国特許第3,791,644号及び第4,402,267号を参照されたい。当然のことながら、本発明は、任意の数の印刷ユニット又はステーションを備える印刷機に利用するのがよい。
【0023】
図1を参照すると、印刷機12は、右側の端部がシート紙Sを一枚づつ次々に印刷機内に送り込む給紙装置16に、反対側の端部が印刷を終えたシート紙を集めて積み重ねるデリバリースタッカ18にそれぞれ結合した機枠又はフレーム14を含む。給紙装置16とデリバリースタッカ18との間には、4つの実質的に同一のシート紙印刷ステーション20A,20B,20C,20Dが設けられており、これら印刷ステーションはシート紙が印刷機内を通って移動しているときにシート紙上に異なる色のインキを印刷することができる。
【0024】
図1に示すように、各枚葉紙印刷ユニットは従来設計のものであり、各印刷ユニットは、版胴22、ゴム胴24及び圧胴26を含む。圧胴26からの印刷されたばかりのシート紙は渡し胴10によって次の印刷ユニットに移送される。最初の印刷ユニット20Aはシート紙インフィードローラ28を備え、このインフィードローラ28はシート紙を1度に一枚づつ給紙装置16から最初の圧胴26に送る。
【0025】
印刷されたばかりのシート紙Sは、全体を符号30で示すデリバリーコンベヤ装置によってデリバリースタッカ18に送られる。デリバリーコンベヤ30は従来設計のものであって、印刷されたばかりのシート紙Sがデリバリー位置T4において圧胴26を出ると各々がその前縁Eを把持するグリッパ(くわえ爪)要素を備えた横方向に配置されているグリッパ棒34を指示するものとして図示された一対の無端デリバリーグリッパ付きチェーン32を有する。印刷シート紙Sの前縁がグリッパGによって把持されると、デリバリーチェーン32はグリッパ棒及びシート紙Sを圧胴26から引き離し、印刷されたばかりのシート紙Sをシート紙デリバリースタッカ18内に排出する。
【0026】
中間渡し胴11は片面が印刷されたシート紙を、その前の印刷ユニットの渡し胴10から受け取る。各中間渡し胴11(これは従来設計のものである)は代表的には、渡し胴10の直径の2倍の直径を有し、そしてインターステーション渡し位置T1,T2,T3において2つの渡し胴10の間に位置している。圧胴26、中間渡し胴11及び渡し胴10にはシート紙インフィードローラ28と同様に、それぞれシート紙グリッパが設けられ、これらはシート紙の前縁を把持して関連の矢印によって指示された方向にシート紙をシリンダの周りに引っ張る。デリバリー位置T4の渡し胴12にはグリッパが設けられておらず、それに代えてこの渡し胴10はデリバリーグリッパ棒を通す隙間となる大きな長さ方向開口部Aを有している。
【0027】
印刷ユニットの渡し胴及びこれと関連したグリッパの機能及び動作は、多色給紙形印刷機に詳しい当業者には周知であり、以下の注釈を除き、特段の説明を要しないと考えられる。即ち、圧胴26はインキをシート紙に付けるゴム胴24にシート紙を押し付けるよう機能すること、及び渡し胴10は各シート紙の濡れ状態の印刷側が渡し胴10の支持面に向いた状態でシート紙を圧胴26から運び去るということである。好ましくは、各渡し胴10は濡れた印刷側が渡し胴の支持面に向いた状態で印刷シート紙を支持するので、たとえば各渡し胴10には、本発明者の米国特許第4,402,267号に開示され、テキサス州ダラスに所在のプリンティング・リサーチ・インコーポレイテッドによって“SUPER BLUE”という登録商標で市販されているインキをはじく(本明細書において「撥インキ性」と称する)保護可撓性ジャケット被覆材が設けられ、これら渡し胴は以下に説明する低摩擦係数の導電性シリンダベース被覆材を含む。
【0028】
次に、図1、図2及び図3を参照すると、デリバリー位置(T4)に用いられるようになった改良型渡し胴10は、シャフト36によって印刷機フレーム14に取付け可能な円筒形部分34を有する。渡し胴をデリバリー位置(T4)で用いる場合、これを「デリバリー渡し胴」と呼ぶことにする。円筒形部分34の外側円筒形表面38は、前縁38Aと後縁38Bとの間でデリバリー渡し胴の長手方向長さに沿って伸びる開口部Aを有する。デリバリー渡し胴10は、一体構造となるよう円筒形部分34に一体に形成できる長さ方向に間隔をおいたハブ部分40,42,44を有する。
【0029】
各ハブ部分は、ウエブ46,48,50によってシリンダ34に連結されていて、米国特許第3,791,644号に開示された取付け構成と類似の方法で印刷機のシャフト36上に回転自在に支持する。図2に示すように、デリバリー渡し胴10は全体としてシリンダ34の表面から内方に伸びる互いに対向した細長い一体フランジ部材52,54を含む。フランジ部分52,54は、以下に示すように、低摩擦係数の可撓性導電性ベース被覆材56及び可撓性の撥インキ性ジャケット被覆材58を有する。
【0030】
次に、図面の図2及び図3を参照すると、シート紙Sの印刷側を接触支持しながらこれを次の印刷ユニットまたは印刷機デリバリースタッカに搬送する導電性ベース被覆材56及び可撓性撥インキ性ジャケット被覆材58を含むデリバリー渡し胴10の改良構成が詳細に示されている。本発明者の米国特許第3,791,644号に示されたフルオロポリマーで被覆されたデリバリー渡し胴及び本発明者の米国特許第4,402,267号に開示された撥インキ性ジャケット被覆材によって印刷されたばかりのシート紙の移送性が改善されたが、本発明者によれば、渡し胴の支持面38に導電性で低摩擦係数のベース被覆材を設けると、濡れたインキを前のシート紙から次々にやってくるシート紙に移さないで、そして印刷されたばかりのシート紙の表面をマーキングしたり或いはへこませないで、乾いていないインキ(以下、「湿りインキ」と称する)のついた印刷シート紙を連続して搬送される印刷シート紙を支持し移送する各渡し胴10の能力が一段と向上する。
【0031】
本発明の一特徴によれば、低摩擦係数の樹脂配合物、好ましくは導電剤を含む誘電性樹脂を用いると、片面に濡れたインキのついた印刷シート紙がデリバリー渡し胴10によって支持されてこれを通過するときにおける印刷シート紙の移送性が大幅に改善されることが判明した。図5(A)の実施例に示す本発明の適当な導電性ベース被覆材56は、導電性配合物57で被覆された縦方向ストランド56Aと横方向ストランド56Bを有する織物から成る。導電性ベース被覆材及び可撓性且つ撥インキ性ジャケット被覆材58は、図3に示すようにフランジ52,54に取り付けられると共にシリンダ支持面38に巻き付けられている。可撓性撥インキ性ジャケット被覆材58と導電性ベース被覆材56は図4及び図5(A)に示すように共に矩形のものであり、シリンダ34の外部円筒形支持面38を完全に覆うように寸法決めされている。
【0032】
好ましくは、導電性配合物57は、たとえば商標“TEFLON”及び“XYLAN”で市販されているポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)である。渡し胴のベース被覆材56は、約0.007インチのベース被覆厚さの状態に互いに織り合わされたポリアミド系ガラス繊維の縦方向ストランド56Aと横方向ストランド56Bを含む。織物は0.009〜0.011インチの仕上り厚さ及び1平方ヤード当たり17〜20オンスの仕上り重さに導電性PTFEで被覆され、引張り強さは縦横のストランドが約400×250(1平方インチ当たりのポンド数)である。一実施例では、ポリアミド系繊維は、MIL標準規格Mil−W−18746Bにしたがって導電性PTFEにより被覆されたガラス繊維フィラメント織物56A,56Bを含む。PTFE樹脂は導電性カーボンブラック又は他の幾つかのこれと同等の導電性物質、たとえば黒鉛等を好ましくは約100,000Ωを超えない表面抵抗率をもたらすのに十分な量を含む。
【0033】
ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)で被覆されたポリアミド系繊維又はカーボンブラックを含浸させた弗素化エチレンプロピレン(FPP樹脂)が好ましいが、たとえば商品名“NYLON”で市販されている線状ポリアミド、たとえば商品名“MYLAR”で市販されているポリエチレンテレフタレートのような線状ポリエステル、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン又はエチレン−プロピレン共重合体のような炭化水素樹脂またはハロゲン化炭化水素樹脂、及びアクリロニトリルブダジエンスチレン(ABS)を含む他の種々の合成又は天然有機樹脂は低摩擦係数の表面を有しており、またこれらを導電剤、たとえばカーボンブラック、黒鉛等と結合させて導電性を持たせるようにするのが良い。
【0034】
好ましい実施例では、導電性べース被覆材56の表面抵抗率は約75,000Ω未満である。これとは異なる表面抵抗率、例えば、50,000Ω〜100,000Ωの表面抵抗率を用いても好結果が得られる。ベース被覆材の摩擦係数及び導電率は、導電剤の存在により影響を受ける。その結果、所与の導電率又は表面抵抗率についてフルオロポリマー樹脂に含まれる導電剤の量は必然的に摩擦係数との兼合いが考慮されることになる。一般に、導電率が高く(表面抵抗率が低い)、摩擦係数が低いことが望ましい。フルオロポリマー樹脂中の導電剤の含有量は好ましくは、表面抵抗率が約75,000Ωを超えず、摩擦係数が約0.110を超えないよう選択される。
【0035】
図2及び図3を参照すると、導電性ベース被覆材56及び撥インキ性可撓性ジャケット被覆材58を渡し胴に取り付ける適当な方法が示されている。導電性ベース被覆材56は、ラチェットクランプ59,61により渡し胴の表面38の周りに引張り状態で保持されている。導電性ベース被覆材56を定位置に固定した後、可撓性撥インキ性ジャケット被覆材58の端部をベルクロ(VELCRO)ファスナーストリップ63の周りに固定した状態で、これを導電性ベース被覆材56の周りに弛めにかぶせる。
【0036】
本発明の重要な特徴として、渡し胴34の支持面38の摩擦係数が減少することが挙げられる。改良型渡し胴ベース支持面は、たとえば米国特許第3,791,644号で表示されているようなフルオロポリマーで渡し胴34の外面38を被覆して得られる摩擦係数よりも小さな摩擦係数を有するが、これは可撓性ジャケット被覆材が摩擦接触する表面積を減少させる構造的に異なる表面部分を有する。米国特許第3,791,644号に記載されているフルオロポリマー被覆材と撥インキ性可撓性ジャケット被覆材58の組合わせにより合格レベルの性能が得られるが、図5(A)、図7、図8、図9、図10、図11及び図12の実施例の半径方向突出表面部分は、可撓性撥インキ性ジャケット被覆材58の表面上へのインキの付着量の減少を実質的に良好に行なう改良低摩擦スリップ面となることが分かった。
【0037】
図6を参照すると、低摩擦係数の導電性ベース支持面はまた、シリンダの支持面38上へ直接設けられた導電性被覆層60によって提供される。導電剤を含むフルオロカーボン複合被覆材は層をなしてシリンダ34の支持面38に塗布される。導電性被覆層60を形成する好ましい導電性組成物は、ペンシルベニア州ウエストチェスター所在のホイットフォード・コーポレイションによって“XYLAN”という商標で製造されている、カーボンブラックを含浸させたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂である。満足のいく被覆タイプは、低いオーブン温度、例えば250°Fで硬化可能なXYLAN1010複合被覆材である。
【0038】
上述したような導電性ベース被覆材60の形成により、約0.110の低摩擦係数の実質的に艶のある表面が得られるが、この表面は導電性を有し(表面抵抗率が約75,000Ω)、また撥インキ性可撓性ジャケット被覆材58をデリバリー渡し胴10に取り付けるときにこの動きが容易になるようにする。低摩擦係数で導電性のフルオロポリマー被覆層60が特に有利であるが、他の導電性被覆材を渡し胴表面38に塗布して撥インキ性可撓性ジャケット被覆材58について同等な低摩擦性導電性支持面を生じさせることも考えられる。
【0039】
織導電性ベース被覆材56(図3)と導電性ベース被覆層60(図6)は共に高速印刷機器におけるインキマーキングを減少させ、またこれらと撥インキ性可撓性ジャケット被覆材58との組合わせにより、シート紙の表面の凹みがなくなった。導電性ベース被覆層60を形成した後、ファスナーストリップ63または他の適当な締結手段により撥インキ性可撓性ジャケット被覆材58をフランジ52,54に付着させる。可撓性ジャケット被覆材を十分弛めに固定して、指で軽く押すると少なくとも16分の1インチ〜約1インチ以上の撓みだけ導電性ベース被覆材60の表面上で撥インキ性可撓性ジャケット被覆材58をあらゆる方向に容易に動かすことができるようにする。
【0040】
次に、図7及び図8を参照すると、ベース被覆材の変形例が示されている。この変形例では、ベース被覆材70は、成形用材料、たとえばプラスチック等で作られたキャリヤシート72を含む。この変形例の重要な特徴によれば、キャリヤシート72は、キャリヤシート72のシート紙係合側上に多数のノード(こぶ)または半径方向突出部74を有するよう形成される。各ノード74は、シート紙Sの湾曲した搬送経路に対して半径方向にずれた湾曲シート紙係合可能な表面74Sを有する。
【0041】
好ましくはノード74及びキャリアシート72の表面は導電性低摩擦係数の樹脂配合物、たとえばカーボンブラックまたは黒鉛のような導電剤を含浸させたフルオロポリマーで被覆されている。カーボンブラックを含浸させたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)がこの実施例については好ましく、これを上述のようにキャリヤシート72の表面上に層をなして直に塗布する。ノード74は、約4ミルのキャリヤシート72に対し各ノード間の円周方向距離が約2ミルで半径方向突出部を備えている。キャリヤシート72をシリンダ74の支持面38の周りに引張り状態でしっかりと巻いて良好な電気的接触が得られるようにする。低摩擦係数の導電性被覆材78を直接キャリヤシートに付着させ、印刷シート紙Sによって可撓性ジャケット被覆材58に移った静電荷が可撓性ジャケット被覆材58から引き離され、或いは奪い取られて、キャリヤシート72を通ってシリンダ34中及び接地状態の印刷機フレーム14中へ放電される。
【0042】
キャリヤシート72は強度及び寸法安定性をもたらすのに十分なゲージ厚さを有するべきであるが、渡し胴34の周りに容易に巻き付くのに十分な可撓性を有するべきである。一般に、ゲージ厚さは、印刷機のクリアランス及び設計に応じて約2ミル〜約24ミルの範囲にある。
【0043】
再び図8を参照すると、ノードを用いる実施例の一つの利点は、可撓性撥インキ性ジャケット被覆材58とベース被覆材70との表面接触が少ないことにある。ノード74が湾曲した形状であること及びノードが間隔をおいて設けられていることにより、可撓性ジャケット被覆材58が接触可能な表面積が少ない。その結果、摩擦による接触力は実質的に小さくなり、かくして渡し胴ベース被覆材に対する可撓性ジャケット被覆材58の動きが自由になる。さらに、摩擦係合力の減少により、撥インキ性可撓性ジャケット被覆材の有効寿命が長くなる。
【0044】
次に図9及び図10を参照すると、導電性ベース被覆材のもう一つの実施例が示されている。この実施例では、低摩擦係数導電性のベース被覆材80は、可鍛金属、たとえばアルミニウム、銅又は亜鉛等で作られ金属箔キャリヤシート82を含む。導電性キャリヤシート82の外面には、電気溶接ユニオンWによって多数の導電性ビード84が固定されている。導電性キャリヤシート82の表面及び導電性ビード84は、導電剤、たとえば先に特定したようなカーボンブラック含有ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)を含有するフルオロポリマー樹脂の層86によって被覆されている。
【0045】
導電性ビード84の直径は約6ミルであり、低摩擦係数導電性被覆層86の厚さは約2ミルである。好ましくは、被覆ビードは、矩形の配列パターンで互いに約3ミルだけ円周方向に間隔をおいて設けられている。導電性キャリヤシート82のゲージ厚さは、印刷機のクリアランス及び設計に応じて約2ミル〜約24ミルまでの範囲内にある。
【0046】
被覆ビードの上記間隔及び曲率により、可撓性ジャケット被覆材58が接触する表面の広さが減少する。PTFE樹脂層86によって得られる低摩擦性表面は円周方向に間隔をおき、半径方向に突出したビード部分と共に、摩擦係合領域を実質的に減少させ、かくして可撓性ジャケット被覆材58とその下に位置する渡し胴ベース被覆材80との表面接触が減少する。
【0047】
低摩擦性スリップ導電性ベース被覆材のさらにもう1つの実施例が図11及び図12に示されている。この変形例では、導電性ベース被覆材90は矩形配列状態の一体成形球形突出部94を備えた成形可能なプラスチック材料から成るベースキャリヤシート92を含む。ベースキャリヤシート92及び球形突出部94は、導電材、例えば先に特定したようなカーボンブラックまたは黒鉛を含むポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂を含有するフルオロポリマー樹脂から成る導電性の層または被膜96で被覆されている。
【0048】
図11及び図12に示す成形キャリヤシートの実施例では、導電性層又は被膜90は連結部分98によって渡し胴34と電気的接触関係に固定されている。被覆された球形突出部94は、約3ミルだけ互いに間隔をおいて設けられている。ベースキャリヤシート92のゲージ厚さは印刷機のクリアランスによって約2ミル〜24ミル以上の範囲内にある。球形突出部94の半径は約3ミルであり、低摩擦係数の導電性被覆層96の厚さは約2ミルである。半径方向突出部分94は接触可能な表面領域を実質的に減少させ、かくして可撓性ジャケット被覆材58とベース被覆材90の摩擦係合力を減少させる。
【0049】
図5(A)及び図5(B)の織物構成及び図7〜図12のノード構成は、可撓性ジャケット被覆材58が接触する表面の広さを減少させる。例えば、図5(B)に示す織物構成の縦方向ストランド56A及び横方向ストランド56Bは、半径方向突出部分から成る格子状組織をもたらし、かくして可撓性ジャケット被覆材58が摩擦係合する表面領域が減少する。低摩擦係数による支持機能は、図7〜図12の半径方向突出ノード実施例によっても得られる。
【0050】
上記の実施例によって得られる追加の利点は、織物及びノードによって得られた構造的に異なり且つ半径方向に突出した表面部分が、可撓性撥インキ性ジャケット被覆材と導電性ベース被覆材との間の放電領域を集中させることにある。織物及びノードに関連した隆起した、又は突出した表面は、電界強さが増大する面放電点(area discharge points)又はエレクトロスタティックプレシピテーション(electrostatic precipitation)点を減少させ、かくして静電荷は可撓性撥インキ性ジャケット被覆材から導電性ベース被覆材を通って渡し胴34中へ及び接地状態の印刷機フレーム14中へ良好に導通又は放電することになる。
【0051】
次に、図13を参照すると、さらにもう一つの導電性ベース被覆材の実施例が示されている。この実施例では、低摩擦性導電性ベース被覆材100は、渡し胴34の支持面38中へ注入される有機滑剤粒子102、好ましくはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含む。支持面38は多孔質の薄い金属フィルム104によって被覆され、又はメッキされ、PTFE粒子は多孔質層を通って一部が渡し胴34中へ注入され、かくして摩擦係数が小さい導電性ベース支持面38Eが形成される。
【0052】
低摩擦係数の有機滑剤物質、例えばPTFEの注入を行なうには、ニッケル又はコバルト等の多孔質合金の薄い金属フィルム被膜104に硼素等を加え、これを渡し胴の表面38上に電気化学的に付着させる。ニッケル塩及びホウ化水素還元剤を含有した解媒作用の核形成メッキ浴中へ渡し胴34を浸漬し、メッキ速度を調節して毎時約1〜2ミルのオーダーのメッキ速度でニッケル−硼素被覆層104を形成する。メッキ核形成を、被覆層104が渡し胴の外面38との冶金学的なユニオンを形成した後、終了させるが、ここでは被覆層104は多孔質が約20%〜50%のオーダーのボイドを依然として保っていて、半径方向厚さは約1ミル以下である。
【0053】
濯ぎ洗い及び乾燥後、ニッケル−硼素薄膜104を熱処理して金属の結合性を向上させると共に多孔質の薄いフィルムの層104の硬さを約58〜60にロックウェルCから約70〜72ロックウェルCに増大させる。熱処理を約650°Fの温度で実施するのが好ましい。
【0054】
次に、低摩擦係数の有機滑剤、例えばPTFEを多孔質表面38Eに塗布し、もう一度熱処理して有機滑剤物質が多孔質合金層104の中へ流入するようになる。好ましくは、有機滑剤の融点よりも高い温度(ポリテトラフルオロエチレンについては、約580°F〜約600°Fの範囲内の温度)での熱処理中に有機潤滑物質を注入し、それにより混合、流動及び注入を行なわせ、ついには多孔質金属フィルム被膜104のボイドが完全に満たされるようにし、かくして有機潤滑物質のリザーバを構成する。
【0055】
有機滑剤102の注入後、表面38Eを磨き仕上げして余分な材料を除去し、裸の金属合金表面38E及び有機滑剤で満たされた気孔を暴露させる。その結果、渡し胴の表面38の摩擦係数よりも小さな摩擦係数を用い、且つ導電性の硬化された表面38が得られる。
【0056】
次に、図14及び図15を参照すると、変形例としての導電性ベース被覆材が示されている。この実施例では、渡し胴34自体は多孔質金属、たとえば鋳鉄で作られる。鋳鉄はたとえば押出しアルミニウムと比較して比較的多孔率が高いと考えられる。有機滑剤粒子102は支持面38の下に位置する多孔質表面領域R中へ直接注入される。滑剤102の注入は、多孔質表面領域Rにおいて、好ましくは約0.001インチの浸透深さまで集中注入される。有機滑剤粒子102は好ましくはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である。
【0057】
渡し胴34の表面38のクリーニング、濯ぎ洗い及び乾燥後、この渡し胴を約650°Fの予備焼なましバーンオフ温度のオーブン内で加熱し、油及び他の揮発物を多孔質表面領域Rから追い出す。この加熱段階では、渡し胴の表面領域の気孔は開いて広がる。渡し胴34は依然として高温であるが、液体キャリヤ中に懸濁している有機滑剤、たとえばPTFEを加熱表面38に吹き付ける。表面38を液体有機滑剤溶液で完全に濡らした後、これをオーブン内に入れて有機滑剤の融点よりも高い温度(好ましくは、ポリテトラフルオロエチレンについては約580°F〜約600°Fのオーダーの温度)で加熱し、それにより、混合、渡し胴34の表面の気孔中への流入及び注入を行ない、ついには表面領域RのボイドがPTFE粒子102で完全に満たされるようにする。かかる加熱の結果として、PTFE粒子は溶けて融合し、融剤を沸騰させ、蒸発させることにより除く。冷却後、渡し胴34の表面の気孔は実質的に図15に示されているように固体化された有機滑剤で完全に満たされる。
【0058】
有機滑剤102の注入凝固後、表面38を磨き仕上げして余分の材料を除去し、裸の金属表面38が暴露され、各気孔内に充填されている凝固滑剤が裸の金属表面38と面一をなすようにする。即ち、金属表面38上のブリッジを形成する滑剤物質102または他の残留物を除去し、凝固した有機滑剤付着物102の外面を露出された金属表面38に合わせて平らにする。
【0059】
当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく本発明の方法及び装置の種々の設計変更を想到できよう。
【0060】
【図面の簡単な説明】
【図1】四色オフセット輪転印刷機内のインターステーション位置に本発明の渡し胴が多数設置された状態を示す概略側面図である。
【図2】本発明のデリバリー渡し胴の斜視図であり、デリバリー渡し胴のシート紙支持面上に設けられた導電性ベース被覆材及び可撓性撥インキ性ジャケット被覆材を示す図である。
【図3】図2の3−3線における断面図である。
【図4】可撓性撥インキ性ジャケット被覆材の平面図である。
【図5】(A)は導電性ベース被覆材の平面図、(B)は縦方向ストランドと横方向ストランドを示す導電性ベース被覆材の概略断面図である。
【図6】弗素化ポリマー樹脂の層の形態の導電性ベース被覆材を備える図2のデリバリー渡し胴の部分切欠き拡大断面図である。
【図7】ノード突出部を備えた導電性ベース被覆材の変形例を示す斜視図である。
【図8】デリバリー渡し胴上に設けられた図7の導電性ベース被覆材を示す断面図である。
【図9】移送表面が導電性ビードの層で被覆されている図2のデリバリー渡し胴の一部の斜視図である。
【図10】図9のデリバリー渡し胴の一部の縦断面図である。
【図11】ノード突出部を備えた導電性ベース被覆材の変形例を示す断面図である。
【図12】デリバリー渡し胴上に設けられた図11の導電性ベース被覆材を示す断面図である。
【図13】移送表面に低摩擦係数のポリマー粒子を注入したデリバリー渡し胴の部分切欠き拡大断面図である。
【図14】移送表面に低摩擦係数のポリマー粒子を注入したデリバリー渡し胴の部分切欠き拡大断面図である。
【図15】図14のデリバリー渡し胴の外面領域の顕微鏡的断面の拡大図である。
【符号の説明】
10 渡し胴
11 中間渡し胴
12 オフセット輪転印刷機
14 印刷機フレーム
38 支持面
56 導電性ベース被覆材
58 可撓性ジャケット被覆材
60 導電性被覆層
70,80,90,100 ベース被覆材
72 キャリヤシート
74 ノード
82 キャリヤシート
84 導電性ビード
102 有機滑剤粒子
S 印刷シート紙
Claims (26)
- シート紙支持面を有する渡し胴と、渡し胴の周りに施されていて、印刷シート紙を支持する可撓性ジャケット被覆材とを有する印刷機の作動方法において、
可撓性ジャケット被覆材に対する摩擦係数がシート紙支持面よりも低い、導電材料から成る導電性ベース被覆材を渡し胴と可撓性ジャケット被覆材との間に設け、
印刷シート紙が渡し胴の周りを移送されている時に、静電荷を可撓性ジャケット被覆材から導電性ベース被覆材を介して渡し胴へ放電させるステップより成ることを特徴とする方法。 - 導電性ベース被覆材は、導電材料によって被覆された縦方向ストランドと横方向ストランドを有する織物シートから成り、静電荷の放電段階は、可撓性ジャケット被覆材を導通状態に被覆された縦方向ストランドと横方向ストランドに係合させることによって実施されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 導電性ベース被覆材は、導電材料で被覆され、半径方向に突出し、円周方向に間隔をおいて設けられたノードを備えるキャリヤシートから成り、静電荷の放電段階は、可撓性ジャケット被覆材を導通状態に被覆されたノードに係合させることによって実施されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 導電性ベース被覆材は、キャリヤシートと、キャリヤシートの表面上に電気接触状態で円周方向に間隔をおいて設けられた列状の金属ビードとから成り、ビードは導電材料で被覆されており、静電荷の放電段階は、可撓性ジャケット被覆材を導通状態に被覆されたビードに係合させることによって実施されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 導電性ベース被覆材は、半径方向に突出した表面部分を有し、静電荷の放電段階は、可撓性ジャケット被覆材を該半径方向に突出した表面部分に係合させることによって実施されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 導電性ベース被覆材は、半径方向突出部分の格子状組織を構成する縦方向ストランドと横方向ストランドの織物シートから成り、静電荷の放電段階は、可撓性ジャケット被覆材を半径方向突出部分に係合させることによって実施されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 印刷機は多数の印刷ユニットを含み、各印刷ユニットのゴム胴と圧胴を用いてこれらの間を移送中のシート紙の片面に画像を印刷し、
各印刷ユニットにおいて、
シート紙が圧胴とゴム胴との間のニップを通って移送されているときに印刷インキをゴム胴の画像領域からシート紙上に転移させ、
印刷されたばかりのシート紙を把持してこれを圧胴から移送し、
印刷されたばかりのシート紙が圧胴から移送されているときに、印刷されたばかりのシート紙を渡し胴の周りに案内し、
シート紙の印刷されたばかりの片面を可撓性ジャケット被覆材上で支持し、
静電荷を可撓性ジャケット被覆材から導電性ベース被覆材に導通させ、
静電荷を導電性ベース被覆材から渡し胴中へ導通させることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 印刷シート紙が一印刷ユニットから別の印刷ユニットに移送されているときに印刷シート紙を支持するための渡し胴であって、
渡し胴は、シート紙支持面と、シート紙支持面の少なくとも一部分上に可動状態に設けられ、印刷シート紙の移送中、印刷シート紙の片面に係合する可撓性ジャケット被覆材とを有し、導電材料のベース被覆材が、シート紙支持面と可撓性ジャケット被覆材との間で渡し胴上に設けられ、導電性ベース被覆材は可撓性ジャケット被覆材に対する摩擦係数がシート紙支持面よりも低いことを特徴とする渡し胴。 - 導電材料は、導電剤を含む誘電性樹脂から成ることを特徴とする請求項8記載の渡し胴。
- 誘電性樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であることを特徴とする請求項9記載の渡し胴。
- 導電剤は、カーボンブラックであることを特徴とする請求項9記載の渡し胴。
- 導電剤は、黒鉛であることを特徴とする請求項9記載の渡し胴。
- 導電材料は、導電剤を含有するフルオロポリマー樹脂で被覆されたポリアミド系ガラスフィラメントの織物であることを特徴とする請求項8記載の渡し胴。
- 導電性ベース被覆材は、渡し胴のシート紙支持面上に層又は被膜の状態で設けられた導電剤を含有する誘電性樹脂から成ることを特徴とする請求項8記載の渡し胴。
- 導電性ベース被覆材は、導電材料で被覆された縦方向ストランドと横方向ストランドを有するシート状織物から成ることを特徴とする請求項8記載の渡し胴。
- 導電性ベース被覆材は、半径方向に突出し、且つ円周方向に間隔をおいて設けられたノードを備えるキャリヤシートから成り、ノードは導電材料で被覆されていることを特徴とする請求項8記載の渡し胴。
- 導電性ベース被覆材は、キャリヤシートの表面上に円周方向に間隔をおいて配置されていて、導電材料で被覆された列状のビードを有するキャリヤシートであることを特徴とする請求項8記載の渡し胴。
- 導電性ベース被覆材は、線状ポリアミド、ポリエチレンテレフタレートのような線状ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン及びエチレン−プロピレン共重合体のような炭化水素樹脂又はハロゲン化炭化水素樹脂、アクリロニトリルブダジエンスチレン(ABS)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)から成る群から選択された樹脂と、導電剤とより成ることを特徴とする請求項8記載の渡し胴。
- 導電性ベース被覆材は、導電剤を含有した弗素化エチレンプロピレン(FEP)樹脂であることを特徴とする請求項8記載の渡し胴。
- 導電材料のベース被覆材は、渡し胴の支持表面上に配置された多孔質金属の層から成り、多孔質金属層は有機滑剤を注入して成ることを特徴とする請求項8記載の渡し胴。
- 多孔質金属層は、ニッケル及びコバルトから成る群から選択された金属と硼素を合金にしたものであることを特徴とする請求項20記載の渡し胴。
- 有機滑剤は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であることを特徴とする請求項20記載の渡し胴。
- 導電材料のベース被覆材は、多孔質金属合金の電気化学的メッキ層であることを特徴とする請求項20記載の渡し胴。
- 導電材料のベース被覆材は誘電性樹脂と導電剤より成り、誘電性樹脂は、線状ポリアミド、ポリエチレンテレフタレートのような線状ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン及びエチレン−プロピレン共重合体のような炭化水素樹脂又はハロゲン化炭化水素系樹脂、アクリロニトリルブダジエンスチレン(ABS)、弗素化エチレン−プロピレンポリマー及びポリテトラフルオロエチレンから成る群から選択されることを特徴とする請求項8記載の渡し胴。
- 導電剤は、カーボンブラックであることを特徴とする請求項24記載の渡し胴。
- 導電剤は、黒鉛であることを特徴とする請求項24記載の渡し胴。
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